JPH04330507A - 基準電圧発生回路 - Google Patents

基準電圧発生回路

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JPH04330507A
JPH04330507A JP21896091A JP21896091A JPH04330507A JP H04330507 A JPH04330507 A JP H04330507A JP 21896091 A JP21896091 A JP 21896091A JP 21896091 A JP21896091 A JP 21896091A JP H04330507 A JPH04330507 A JP H04330507A
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resistor
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Naoya Kusayanagi
直也 草柳
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はバンドギャップ型基準
電圧発生回路の低電圧出力化に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から温度特性の良い定電圧発生器と
して図3に示すようなバンドギャップ定電圧回路が用い
られている。n個のトランジスタQ101 〜Q10n
 とトランジスタQ4 とは、ベ―ス端子が共通に接続
し、エミッタ端子の間に抵抗R3 が接続している。抵
抗R3 とコモンの間に抵抗R4 が接続する。トラン
ジスタQ1 ,Q2 はトランジスタQ101 〜Q1
0n とトランジスタQ4 のコレクタ電流を等しくす
るカレントミラ―回路を構成し、トランジスタQ3 は
カレントミラ―回路におけるベ―ス電流による誤差を補
償するためのベ―ス電流補償回路を構成する。トランジ
スタQ4 のコレクタ電圧はトランジスタQ5 および
Q6 からなる2段の出力エミッタフォロワ回路および
分割抵抗RA ,RB を介してトランジスタQ101
 〜Q10n とトランジスタQ4 のベ―ス端子にフ
ィ―ドバックされる。バンドギャップ定電圧回路の公知
の原理により、抵抗R4 の両端には正の温度係数を持
った電圧が発生し、負の温度係数を持つトランジスタQ
4 のベ―スエミッタ間電圧VBEと加算されて温度係
数0の電圧VR がトランジスタQ4 等のベ―ス端子
に現れる。その結果、次式で表される温度ドリフト0の
出力電圧VO を得ることができる                   VO =VR 
×(RA +RB )/RB            
 …(1)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成のバンドギャップ定電圧回路では、電源電圧
をVCCとしたとき、温度補償されたバッファ出力電圧
VO が、1.3V〜(VCC−3)Vの範囲に限られ
てしまうという課題がある。すなわち分割抵抗RA を
ショ―トし、出力電圧VO を分圧して1.3V以下の
電圧を得ても、エミッタフォロワ回路のバッファを付加
すれば、そのベ―スエミッタ間電圧VBEによる温度ド
リフトの問題が新たに生じてしまう。この発明は上記の
課題を解決するためになされたもので、温度補償された
定電圧出力が、1.3V以下で得られる基準電圧発生回
路を実現することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に係る基準電圧発
生回路の第1は、出力段に2段構成のエミッタフォロワ
回路を有するバンドギャップ定電圧回路と、初段の前記
エミッタフォロワ回路においてエミッタ端子とコモンの
間に接続する2つの分割抵抗と、一方の前記分割抵抗の
一端にコレクタ端子およびベ―ス端子が接続し他方の前
記分割抵抗の一端にエミッタ端子が接続する第1のトラ
ンジスタと、この第1のトランジスタと共にカレントミ
ラ―回路を構成する第2のトランジスタと、この第2の
トランジスタのhFEの温度変動を補償するベ―ス電流
ドリフト補償回路とを備えたことを特徴とする。本発明
に係る基準電圧発生回路の第2は、出力段に2段構成の
エミッタフォロワ回路を有するバンドギャップ定電圧回
路と、初段の前記エミッタフォロワ回路においてエミッ
タ端子とコモンの間に接続する2つの分割抵抗と、一方
の前記分割抵抗の一端にコレクタ端子が接続し他方の前
記分割抵抗の一端にエミッタ端子が接続する第1のトラ
ンジスタと、この第1のトランジスタと共にカレントミ
ラ―回路を構成する第2のトランジスタと、この第2の
トランジスタのコレクタ端子にエミッタ端子が接続し電
源に関連してコレクタ端子が接続し一方の前記分割抵抗
の一端にベース端子が接続する第3のトランジスタと、
後段の前記エミッタフォロワ回路においてエミッタ端子
と抵抗の間に接続するダイオード接続された第4のトラ
ンジスタとを備えたことを特徴とする。
【0005】
【作用】基準電圧発生回路の第1では前段のエミッタフ
ォロワ回路出力に現れる後段のエミッタフォロワ回路の
VBEの温度係数は、第1のトランジスタのVBEによ
り相殺され、分割抵抗で分圧された後これにトラッキン
グする第2のトランジスタのエミッタ端子から温度ドリ
フト0の出力が得られる。基準電圧発生回路の第2では
前段のエミッタフォロワ回路出力に現れる後段のエミッ
タフォロワ回路および第4のトランジスタのVBEの温
度係数は、第1および第3のトランジスタのVBEによ
り相殺され、分割抵抗で分圧された後これにトラッキン
グする第2のトランジスタのエミッタ端子から温度ドリ
フト0の出力が得られる。
【0006】
【実施例】図1は本発明に係る基準電圧発生回路の一実
施例を示す構成ブロック図である。図3と同じ部分は同
一の記号を付して説明を省略する。後段の出力エミッタ
フォロワ回路を構成するトランジスタQ6 のエミッタ
端子は、トランジスタQ101〜Q10n とトランジ
スタQ4 のベ―ス端子に共通接続されるとともに、エ
ミッタ負荷抵抗R5 を介してコモンに接続する。前段
の出力エミッタフォロワ回路を構成するトランジスタQ
5 のエミッタ端子は、分割抵抗R1 の一端に接続し
、分割抵抗R1 の他端は第1のトランジスタQ7 の
コレクタ端子およびベ―ス端子に接続する。トランジス
タQ7 のエミッタ端子は抵抗R2 の一端に接続し、
抵抗R2の他端がコモンに接続する。トランジスタQ7
 のベ―ス端子は互いにカレントミラ―回路を構成する
第2のトランジスタQ12のベ―ス端子に接続する。ト
ランジスタQ12のエミッタ端子は抵抗R7 を介して
コモンに接続し、コレクタ端子はトランジスタQ11の
エミッタ端子に接続する。トランジスタQ11のコレク
タ端子は正の電源電圧VCCに接続する。 トランジスタQ8 とQ9 はトランジスタQ1 ,Q
2 と同様なカレントミラ―回路を構成し、トランジス
タQ10はトランジスタQ3と同様なベ―ス電流補償回
路を構成する。トランジスタQ10のコレクタ端子はト
ランジスタQ12のベ―ス端子に接続する。抵抗R8 
,R9 およびトランジスタQ8 〜Q11はベ―ス電
流ドリフト補償回路1を構成する。
【0007】上記の構成の基準電圧発生回路の動作を次
に説明する。バンドギャップ定電圧回路の原理により、
トランジスタQ6 のエミッタ端子電圧VREF1は温
度係数がほぼ0となるが、トランジスタQ5 のエミッ
タ端子電圧すなわちトランジスタQ6 のベ―ス端子の
電圧はこれよりVBEだけ上がった電圧となり、約−2
mVの温度係数を持つ。ここでトランジスタQ5 のエ
ミッタ電流とトランジスタQ6 のエミッタ電流を等し
くとると、トランジスタQ5 のエミッタ端子の温度係
数はトランジスタQ7のVBEの温度係数により相殺さ
れ、トランジスタQ7 のエミッタ端子に温度係数が0
に近い電圧が現れる。この電圧はトランジスタQ7 と
ともにカレントミラ―回路を構成するトランジスタQ1
2のエミッタ端子に同電位でトラッキングされて現れる
。ベ―ス電流ドリフト補償回路1において、トランジス
タQ11はトランジスタQ12のhFEの温度変動によ
るコレクタ電流I3 の変化をQ11のベ―ス電流の変
化に変換し、Q8 ,Q9 ,R8 ,R9 からなる
カレントミラ―回路およびQ10からなるベ―ス電流補
償回路によりQ11のベ―ス電流と等しい補償用ベ―ス
電流I4 をトランジスタQ12のベ―ス端子に流入す
る。その結果、トランジスタQ7 のコレクタ電流の一
部がトランジスタQ12のベ―ス端子に流れ込むことが
なくなり、トランジスタQ7 のエミッタ電流はトラン
ジスタQ6 のエミッタ電流と正確に等しく保たれる。 以上の結果得られる、温度補償されたバッファ電圧出力
VREF2は次式で現される。             VREF2=R2 ・VRE
F1/(R1 +R2 )             
 …(2)すなわち、バンドギャップ電圧VREF1(
約1.3V)より低い定電圧出力を得ることができる。
【0008】上記のような構成の基準電圧発生回路によ
れば、約1.3V以下の定電圧出力がバッファを介して
低出力インピ―ダンスで得られる。1.3Vよりはるか
に低い電圧でも温度ドリフトが0に近くなり、例えば、
VREF2=0.2Vで温度係数は25ppm/℃以下
である。
【0009】なお図1の点線で示すように、トランジス
タQ6 のエミッタ端子と抵抗R5 の間に抵抗R6 
を接続すればトランジスタQ6 のエミッタ端子から1
.3Vより高い定電圧出力VREF3(最大約VCC−
3V)を同時に出力することができる。このとき各定電
圧の間には              VREF3=
(R5 +R6 )・VREF1/R5       
      …(3)              V
REF2=R2 ・VREF3/(R1 +R2 ) 
           …(4)の関係がある。また抵
抗R6 を挿入せずに、VREF1(約1.3V)とV
REF2の2出力としてもよい。2つの温度ドリフト0
の出力はサンプラやフラッシュAD変換器等に利用する
ことができる。また図2のように回路を付加することに
より、温度変動のない定電流源を構成することができる
。トランジスタQ7 ,Q12のベ―ス端子にトランジ
スタQ13のベ―ス端子を接続し、エミッタ抵抗Rx 
と共に定電流回路を構成すると、次式で現される定電流
出力IO を得ることができる。 IO =VREF2/Rx             
        …(5)ただしこのときベ―ス電流ド
リフト補償回路1でトランジスタQ13のベ―ス電流の
ドリフトも補償するため、             
   R18/R9 =1/(1+Rx /R7 ) 
           …(6)とする。またNPNト
ランジスタとPNPトランジスタを全て入替えて、負の
定電圧出力とすることもできる。
【0010】図4は本発明に係る基準電圧発生回路の第
2の実施例を示す構成ブロック図である。図1,図2と
同じ部分は同一の記号を付して説明を省略する。トラン
ジスタQ6 のエミッタ端子はダイオード接続された第
4のトランジスタQ14のベースおよびコレクタ端子に
接続し、抵抗R5 の一端,トランジスタQ101 〜
Q10n およびトランジスタQ4 のベース端子は第
4のトランジスタQ14のエミッタ端子に接続する。図
1の場合と異なり、トランジスタQ7 のベース端子と
コレクタ端子の間は短絡されていない。また第3のトラ
ンジスタQ11のベース端子は分割抵抗R1 の他端に
接続する。またトランジスタQ7 ,Q11およびQ1
2からなる点線内の回路2は公知のウィルソン・カレン
トミラー回路(グレイ/メイヤー著・永田監訳「アナロ
グ集積回路設計技術(上)」培風館p228−p229
 )を構成する。
【0011】上記の構成の基準電圧発生回路の動作を次
に説明する。トランジスタQ5 のエミッタ電流I2 
とトランジスタQ6 のエミッタ電流I1が等しくなる
ように構成すると、A点の電位はVREF1+VBEと
なるのでトランジスタのVBEの温度係数(約−2mV
/℃)を持ち、B点の電位はVREF1+2VBEとな
るのでトランジスタのVBEの2倍の温度係数(約−4
mV/℃)を持つ。抵抗R1 ,R2 からなる分圧回
路およびウィルソン・カレントミラー回路2により、C
,D点の電位はVREF1・R2 /(R1 +R2 
)となり、その温度係数はVREF1と同様に低くなる
。これはC点の電位はB点の電位からトランジスタQ1
1およびQ7 のVBEを減じたものの分圧であり、D
点の電位はB点の電位からトランジスタQ11およびQ
12のVBEを減じたものの分圧であるからである。こ
のようにして温度変動のない電圧出力VREF2を得る
ことができる。また図2の場合と同様、トランジスタQ
13,抵抗Rx を付加することにより定電流回路を構
成し、前述(5)式に示した定電流IO を出力するこ
ともできる。また図1の場合と同様に、トランジスタQ
14のエミッタ端子と抵抗R5 の間に抵抗R6 を接
続すればトランジスタQ14のエミッタ端子から1.3
Vより高い定電圧出力VREF3を得ることができる。
【0012】このような構成の基準電圧発生回路によれ
ば、バンドギャップ電圧以下の定電圧出力を得るととも
に、ウィルソン・カレントミラー回路がトランジスタの
ベース電流の影響を押えるのに適しているので(前出文
献)、トランジスタQ7 とQ12のエミッタ電流を等
しくすることができ、1.3Vより低い電圧で低ドリフ
トの安定な定電圧出力を得ることができ、同時に低ドリ
フトの定電流出力を得ることができる。
【0013】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、温度
補償された定電圧出力が、1.3Vのバンドギャップ電
圧以下で得られる基準電圧発生回路を簡単な構成で実現
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る基準電圧発生回路の一実施例を示
す回路構成図である。
【図2】図1装置の変形例を示す部分回路構成図である
。
【図3】従来のバンドギャップ定電圧回路を示す回路構
成図である。
【図4】本発明に係る基準電圧発生回路の第2の実施例
を示す回路構成図である。
【符号の説明】
1  ベ―ス電流ドリフト補償回路 R1 ,R2   分割抵抗 Q7   第1のトランジスタ Q12  第2のトランジスタ Q11  第3のトランジスタ Q14  第4のトランジスタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】出力段に2段構成のエミッタフォロワ回路
    を有するバンドギャップ定電圧回路と、初段の前記エミ
    ッタフォロワ回路においてエミッタ端子とコモンの間に
    接続する2つの分割抵抗と、一方の前記分割抵抗の一端
    にコレクタ端子およびベ―ス端子が接続し他方の前記分
    割抵抗の一端にエミッタ端子が接続する第1のトランジ
    スタと、この第1のトランジスタと共にカレントミラ―
    回路を構成する第2のトランジスタと、この第2のトラ
    ンジスタのhFEの温度変動を補償するベ―ス電流ドリ
    フト補償回路とを備えたことを特徴とする基準電圧発生
    回路。
  2. 【請求項2】出力段に2段構成のエミッタフォロワ回路
    を有するバンドギャップ定電圧回路と、初段の前記エミ
    ッタフォロワ回路においてエミッタ端子とコモンの間に
    接続する2つの分割抵抗と、一方の前記分割抵抗の一端
    にコレクタ端子が接続し他方の前記分割抵抗の一端にエ
    ミッタ端子が接続する第1のトランジスタと、この第1
    のトランジスタと共にカレントミラ―回路を構成する第
    2のトランジスタと、この第2のトランジスタのコレク
    タ端子にエミッタ端子が接続し電源に関連してコレクタ
    端子が接続し一方の前記分割抵抗の一端にベース端子が
    接続する第3のトランジスタと、後段の前記エミッタフ
    ォロワ回路においてエミッタ端子と抵抗の間に接続する
    ダイオード接続された第4のトランジスタとを備えたこ
    とを特徴とする基準電圧発生回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08222966A (ja) * 1995-02-14 1996-08-30 Nec Corp サンプル・ホールド回路
KR19990065308A (ko) * 1998-01-12 1999-08-05 윤종용 기준 전압 발생 장치
JP2005122642A (ja) * 2003-10-20 2005-05-12 Nec Electronics Corp 定電圧発生回路

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